3机械控制工程基础复习题及参考答案1.docx

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1、
某二阶系统阻尼比为0,则系统阶跃响应为
A、发散振荡B、单调衰减
C、衰减振荡D、等幅振荡
K
2.
一阶系统G(s)^^-的时间常数T越小,则系统的输出响应达到稳态值的时间
Ts+1


3、
传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关?
A、输入信号B、初始条件
C、系统的结构参数D、输入信号与初始条件
4•惯性环节的相频特性0(®),当®时,其相位移0(^)为
A.-270°B.-180°
C.-90°°
1
设积分环节的传递函数为G(s)=,则其频率特性幅值M(®)=
s
6、有一线性系统,其输入分别为片(t)与ua”(t)+a2U2(t)时(a],a2为常数),输出应为
A、a1y1(t)+y2(t)
C、a1y1(t)-a2y2(t)
拉氏变换将时间函数变换成


&二阶系统当0〈匚<1时,如果减小匚,则输出响应的最大超调量b%将
A、增加B、减小
C、不变D、不定
(t)时,输出分别为y1(t)与y2(t)。当输入为
B、a1y1(t)+a2y2(t)
D、y1(t)+a2y2(t)


A、
K
K
——
B、
®
®2
C、
1
D、
1
®
®2
线性定常系统的传递函数,就是在零初始条件下
系统输出信号与输入信号之比
系统输入信号与输出信号之比
系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比
系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比
余弦函数cos®t的拉氏变换就是
B、
A、
C、
D、
11、
微分环节的频率特性相位移e(3)=
A、90°
C、0°
B、-90°
D、-180°
12、II型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为
A、-40(dB/dec)B、-20(dB/dec)
C、0(dB/dec)D、+20(dB/dec)
令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的
A•

14、主导极点的特点就是
A、距离实轴很远B、距离实轴很近
C、距离虚轴很远D、距离虚轴很近
采用负反馈连接时,如前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其等效传递函数为
G(s)
1+G(s)
B.
1
1+G(s)H(s)
G(s)
1-G(s)H(s)
G(s)
1+G(s)H(s)
二、填空题:
线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为
积分环节的对数幅频特性曲线就是一条直线,直线的斜率为dB/dec。
对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:稳定性、快速性与准确性。。
单位阶跃函数l(t)的拉氏变换为。
二阶衰减振荡系统的阻尼比E的范围为。
当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都就是时,系统就是稳定的。
系统输出量的实际值与之间的偏差称为误差。
&在单位斜坡输入信号作用下,0型系统的稳态误差e=。
SS
9、设系统的频率特性为G(j®=R(j®)+jl(®,则I(«)称为。
10、用频域法分析控制系统时,最常用的典型输入信号就是。
11、线性控制系统最重要的特性就是可以应用原理,而非线性控制系统则不能。
12、方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接与连接。
13、分析稳态误差时,将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…,这就是按开环传递函数
的环节数来分类的。
14、用频率法研究控制系统时,采用的图示法分为极坐标图示法与图示法。
15、决定二阶系统动态性能的两个重要参数就是阻尼系数E与—
设单位负反馈系统的开环传递函数为Gk(s)=
25
s(s+6)
求(1)系统的阻尼比Z与无阻尼自然频率3;
(2)系统的峰值时间t、超调量。%、调整时间ts(△=);
pS
四、设单位反馈系统的开环传递函数为
G(s)=16-
Ks(s+4)
求系统的阻尼比Z与无阻尼自然频率3;
求系统的上升时间t、超调量o%、调整时间ts(△=0、02);。
pS
五、某系统如下图所示,试求其无阻尼自然频率3n,阻尼比Z,超调量。%,峰值时间tP,调整时间ts(△=0、02)。
六、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下:
20(s+1)
s(s+2)(s2+2s+2)
求:(1)试确定系统的型次V与开环增益K;
⑵试求输入为r(t)=1+2t时,系统的稳态误差。
七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下:
G(s)=旦
Ks(s+2)
求:(1)试确定系统的型次v与开环增益K;
(2)试求输入为r(t)=1+3t+2t2时,系统的稳态误差。
八、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下:
20
(+1)(+1)
求:(1)试确定系统的型次v与开环增益K;
(2)试求输入为r(t)=2+5t+2t2时,系统的稳态误差。
九、设系统特征方程为
s4+2s3+3s2+4s+5=0试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。十、设系统特征方程为
s4+6s3+12s2+10s+3=0试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。十一、设系统特征方程为
2s3+4s2+6s+1=0
试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。
设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线。
1
s
G(s)=10—
+1
设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线。
100
十二、
十三、
十四、
G(s)=
s(+1)(+1)
设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频
G《)=10(+1)
=s2(+1)
性曲线。
五、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。
十六、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。
十七、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。
十八、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。
参考答案
一、单项选择题:
1、
D
2、B
3、C
4、C
5、C
6、
B
7、D
8、A
9、D
10、C
11、
A
12、A
13、B
14、D
15、C
二、填空题:
—203,0
4.-<g<
s

12、
反馈
13、

10、正弦函数11、
叠加
14、
25
对数坐标15、无阻尼自然振荡频率wn
~n
三、解:系统闭环传递函数Gb⑶
s(s+6)
25
25
与标准形式对比,可知
w=5,
n
2gwng=
1+亠s(s+6)
=6,w2=25
n
s(s+6)+25s2+6s+25
w=wV;1-g2=5x<=4dn
=—=1=
w4
d
一06兀
G%二e、1弋2x100%二x100%%
16
四、解:系统闭环传递函数Gb⑶
s(s+4)
16
16
与标准形式对比,可知
w=4,
n
2gw
n
g=
1+亠
s(s+4)
=4,w2=16
n
s(s+4)+16s2+4s+16
w=wV;1—g2=4xy1—=
——
===

d
—g冗
c%=e1弋2x100%=e1-%=%
4
n
五、解:对于上图所示系统,首先应求出其传递函数,化成标准形式,然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。
100
X(s)=s蠢+4)=/100、=2
=仁~~TO0—~~=s(50s+4)+2=s2+++-
sv50s+4)
与标准形式对比,可知
2gw=
,w2=
(rad/s)
n


■-1-
%
兀
wv'1-q2
n
(s)
\,l—
th=二100(s)

n
六、解:(1)将传递函数化成标准形式
G(s)二二5^__
Ks(s+2)(s2+2s+2)s(+l)(+s+1)
可见,v=l,这就是一个I型系统开环增益K=5;
(2)讨论输入信号,r(t)=1+2t,即a=1,B=2
A
根据表3—4,误差丁齐
—+-二0+
1+85
pV
七、解:(1)将传递函数化成标准形式
GK
100
s(s+2)
50
s(+1)
可见,v=l,这就是一个I型系统开环增益K=50;
(2)讨论输入信号,r(t)二1+3t+2t2,即A=1,B=3,C=2
根据表3—4,误差e—
ss
ABC132
++—++—0++8—8
1+KKKa1+8500
pV
八、解:(1)该传递函数已经为标准形式
可见,v=0,这就是一个0型系统开环增益K=20;
(2)讨论输入信号,r(t)—2+5t+2t2,即A=2,B=5,C=2
A
根据表3—4,误差ess—口
BC2522
++—++—+8+8—8
KKa1+200021
pV
九、解:用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,a=1,a=2,a=3,a=4,a=5均大于零,且有
43210
2400
0135
A—2>0
1
A—2X3-1X4—2>0
2
A—2x3x4-2x2x5-4x1x4—-12<03
A—5A—5x(-12)—-60<0
43